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15.2 原子核专项训练
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
1．氘核与氚核进行核反应的方程是
，该反应属于（ ）
A．α 衰变
B．β 衰变
C．核裂变
D．核聚变
2．电离式烟雾探测器中常用镅
作为电离源，它的衰变方程为
，下列说
法正确的是（ ）
A．
B．
C．
比
更稳定
D．
射线电离能力很强
3．已知质子的质量为
，中子的质量为
，氚核
的质量为
，真空中的光速为。下列说法正确的
是（ ）
A．氚核的结合能为
B．氚核的结合能为
C．氚核的比结合能为
D．氚核的比结合能为
4．关于原子物理，下列说法正确的是（ ）
A．天然放射现象的发现，证明了原子具有复杂结构
B．一种放射性元素不管它是以单质还是化合物的形式存在，其半衰期都不变
C．
射线在电场和磁场中都会发生偏转
D．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
5．2026 年1 月，中国EAST 装置证实“托卡马克密度自由区”存在，为高密度运行提供新依据。“人造太
阳”内部发生的一种核反应方程为
，已知
的比结合能为
，
的比结合
能为
，
的比结合能为
，光在真空中的传播速度为，
半衰期为12.46 年。下列说法正确的是（
）
A．核反应方程中X 是
B．核聚变时轻核间距离达到原子直径范围以内就可以
C．核反应中的质量亏损可表示为
D．
在高温高压下半衰期会变大
6．核能是比较清洁的能源，但核废料具有一定的放射性，钴
就是其中之一，钴60 衰变后可以生
成镍
，已知钴60 的半衰期为5 年，
、
的比结合能分别为
、
，真空中光速为。则
下列说法正确的是（ ）
A．该核反应方程为
B．
C．该核反应的质量亏损为
D．80 g 钴60 经过20 年剩余75 g
7．氚（
）和氢核（
）有相似的生物学活性，会被人体吸收并整合到DNA 和蛋白质上。氚原子核具有
放射性，会衰变为氦3，直接破坏DNA 和蛋白质上与氢有关的化学键和氢键，从分子层面造成人体病变。
关于原子核及核反应，下列说法正确的是（ ）
A．氚原子核的衰变方程为
B．
衰变成
，经过了3 次α 衰变
C．两个核子结合在一起所吸收的能量是原子核的结合能
D．要使两个轻核发生核聚变，需要很高的温度，使其具有足够的动能以克服库仑斥力
二、多选题
8．自然界中几乎没有天然的钚−239，人们利用核反应堆中产生的中子轰击铀−238，生成物衰变后成为钚
−239，核反应方程为
。已知钚−239 的半衰期为2.41 万年，则下列说法正确的是（
）
A．
是
B．该反应为核聚变反应
C．温度升高时钚−239 的半衰期将小于2.41 万年
D．
钚−239 经过4.82 万年有
发生了衰变
9．随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（ ）
A．
粒子散射现象说明原子核具有复杂结构
B．光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的
C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
D．原子核外电子跃迁时辐射出光子后，其动能增大
10．关于核反应方程下列说法正确的是（ ）
A．
是
衰变方程
B．
是
衰变方程
C．
是核聚变方程
D．
是核裂变方程
三、填空题
11．假设漳州核电2 号机组于2026 年1 月1 日顺利并网并实现商业运行，进一步提升区域电力供应稳定性
与清洁性。该机组可能的核反应方程为
，此核反应类型为________（选填“核
裂变”或“核聚变”），假设机组工作1 小时核反应堆的质量亏损为0.16g，已知光速为
，该机
组一星期工作160 小时，核能转化为电能的效率约为30%，则该机组一星期产生的电能约为________
。
12．2026 年1 月，中国的“人造太阳”实验证实托卡马克密度自由区的存在，为托卡马克高密度运行提供
了重要的物理依据。“人造太阳”内部发生的一种核反应的方程为
，则粒子X 是
________（选填“电子”或“中子”）。已知
、
、
的比结合能分别为
、
、
，则一次该核
反应中释放的能量可表示为________（用
、
、
表示）。
四、解答题
13．硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核
吸收慢中子，转变成锂核
和
粒子，释放出
光子。已知
光子的能量为
，硼核的比结合能为
，锂核的比结合能为
，
粒子的比结合能为
，普朗克常量为，真空中光速为。
(1)写出核反应方程；
(2)求
光子的波长
；
(3)求核反应放出的总能量
及亏损的质量
。
14．科学家在分析样本时，用放射性同位素热源为探测器的精密仪器提供稳定热能。该热源采用钋210
作为衰变材料，钋210 静止时发生衰变，放出一个粒子后转变为稳定的铅
。已知钋210
的质量为209.9829u，铅206 的质量为205.9745u，放出粒子Y 的质量为
，1u 相当于931.5
的
能量。计算结果均以
为单位，保留两位有效数字。
(1)写出该核反应方程；
(2)求此衰变过程中释放的能量
；
(3)若衰变释放的能量全部转化为铅206 与放出粒子的动能，求放出粒子的动能
。
15．气泡室是高能物理与核物理实验中探测带电粒子轨迹的核心装置（如图甲所示），其原理是利用高压
下的过热液体，在带电粒子经过时迅速汽化形成气泡，从而清晰勾勒出粒子的运动轨迹。若粒子在气泡室
内运动时，所受阻力与速率成正比，比例系数为
。某次核物理衰变研究中，科研人员建立如图乙所示平
面直角坐标系，在坐标原点
处有一静止的
原子核发生衰变，衰变后生成
和另一未知粒子
，
该未知粒子获得一个大小为
的沿
轴正方向的速度。现在第一、四象限加大小为
，方向沿
轴
负方向的匀强电场，第二、三象限加大小为
，方向垂直于纸面向里的匀强磁场（取
的质量为
，
质量为
，元电荷的电量为）。
(1)写出
衰变的核反应方程，若核能全部以动能形式释放，试计算该核反应中的质量亏损；
(2)已知
始终在第二、三象限运动，最终静止在
处，试求：
①
在磁场中运动的总路程；
②
点的坐标；
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
B
B
C
C
D
AD
CD
AD
11． 核裂变
12． 中子
13．(1)
(2)
(3)
，
【详解】（1）根据核反应的质量数守恒、电荷数守恒，可得核反应方程为
（2）光子能量满足
且光速与波长满足
联立得
（3）反应前总结合能：硼核有10 个核子，中子为单个核子（结合能为0），总结合能为
反应后总结合能：锂核7 个核子，α 粒子4 个核子，总结合能为
核反应放出的能量等于反应后总结合能与反应前总结合能的差值
根据质能方程
得质量亏损
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据质量数与核电荷数守恒可得该核反应方程为
（2）钋210 衰变过程中的质量亏损
钋210 衰变放出的能量
解得
（3）钋210 衰变的过程动量守恒，设铅206 的质量为
，速度大小为
，粒子
的质量为
，速度大小
为
，根据动量守恒，有
根据能量守恒定律，有
放出粒子的动能为
解得
15．(1)
，
(2)①
；②（
，
）
【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可得，核反应方程为
由题意可知，未知粒子（
）的质量为
，由动量守恒可得
解得衰变后
的速度大小为
根据爱因斯坦质能方程可得
解得
（2）①沿切线方向分析，由动量定理
最终速度为零，因此
解得
②沿
方向动量定理
由此可得
沿
方向动量定理
由此可得
解得
，
即M 点的坐标为（
，
）
